package 二叉树;
import java.util.*;
/**
 * 计算二叉树的直径
 * 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(h)，n为节点个数，h为树的高度
 */
public class diameterOfBinaryTree {
    /**
     * 二叉树节点类
     * 包含节点值、左子节点和右子节点
     */
    public static class TreeNode{
        int val;            // 节点值
        TreeNode left;      // 左子节点
        TreeNode right;     // 右子节点
        
        // 无参构造函数
        TreeNode(){}
        
        // 带值的构造函数
        TreeNode(int val){
            this.val = val;
        }
        
        // 带值、左子节点和右子节点的构造函数
        TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right){
            this.val = val;
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
    }

    /**
     * 根据层序遍历的字符串数组构建二叉树
     * 使用队列进行层序遍历构建
     * 
     * @param nodes 层序遍历的节点值数组，"null"表示空节点
     * @return 构建好的二叉树根节点
     */
    public static TreeNode buildTree(String[] nodes){
        if(nodes == null || nodes.length == 0 || nodes[0].equals("null"))
            return null; // 如果输入数组为空或根节点为null，返回null
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[0])); // 创建根节点
        ArrayDeque<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.offer(root); // 将根节点加入队列
        int index = 1; // 从第二个节点开始处理
        while(!queue.isEmpty() && index < nodes.length){ // 当队列不为空且未处理完所有节点时，继续构建
            TreeNode cur = queue.poll(); // 取出队首节点
            if(index < nodes.length && !nodes[index].equals("null")){ // 如果左子节点不为null
                cur.left = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[index])); // 创建左子节点
                queue.offer(cur.left); // 将左子节点加入队列
            }
            index++; // 处理下一个节点
            if(index < nodes.length && !nodes[index].equals("null")){ // 如果右子节点不为null
                cur.right = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[index])); // 创建右子节点
                queue.offer(cur.right); // 将右子节点加入队列
            }
            index++; // 处理下一个节点
        }
        return root; // 返回构建好的二叉树根节点
    }

    /**
     * 计算二叉树的直径
     * 使用深度优先搜索（DFS）计算每个节点的深度
     * 
     * @param root 二叉树的根节点
     * @return 二叉树的直径
     */
    public static int diameterOfBinaryTreeM(TreeNode root){
        if(root == null) return 0; // 如果根节点为空，返回0
        if(root.left == null && root.right == null) return 0; // 如果根节点为叶子节点，返回0
        dfs(root); // 调用DFS计算直径
        return way; // 返回直径
    }

    static int way = 0; // 用于存储二叉树的直径

    /**
     * 深度优先搜索（DFS）计算每个节点的深度
     * 
     * @param root 当前节点
     * @return 当前节点的深度
     */
    public static int dfs(TreeNode root){
        if(root == null) return 0; // 如果当前节点为空，返回0
        int left = dfs(root.left); // 递归计算左子树的深度
        int right = dfs(root.right); // 递归计算右子树的深度
        way = Math.max(way, left + right); // 更新直径
        return left > right ? left + 1 : right + 1; // 返回当前节点的深度
    }

    /**
     * 主函数：处理输入输出
     * 输入格式：一行数字，用逗号分隔，表示二叉树的层序遍历，"null"表示空节点
     * 例如：3,9,20,null,null,15,7 表示一个二叉树
     * 输出格式：二叉树的直径
     */
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String[] nodes = sc.nextLine().split(","); // 读取输入并分割
        TreeNode root = buildTree(nodes); // 构建二叉树
        int result = diameterOfBinaryTreeM(root); // 计算二叉树的直径
        System.out.println(result); // 输出结果
        sc.close(); // 关闭输入流
    }
}
